- 0&3 <Z. Dr. Franz-Joachim Kauffels. Optische Netze

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1 - 0&3 <Z Dr. Franz-Joachim Kauffels Optische Netze

2 i Vorwort Optische Netze auf dem Weg in die Anwendung 1 Optische Netze - Einführung und Motivation Aufbau, Komponenten und Wirkungsbereiche Optischer Netze Zur Entwicklung von Anforderungen und Märkten Optische Netze, Überblick Wichtige Technologien Breitband-WDM Optische Verstärker Dense Wavelength Division Multiplexing DWDM Schmalband-Laser und VCSELs Fiber Bragg-Gitter Dünnfilmsubstrate Weitere Entwicklungen bei Komponenten Anwendungen der Komponenten Märkte für optische Netze Design- und Planungsaspekte Evolution der Netze Anwendungsbereich: E-Business-feste Infrastrukturen Anwendungsbereich: UMTS Wege der Hersteller Cisco Systems: IP & Optical Nortel Networks: das iokale Internet Ciena: das intelligente Optische Netz Extreme Networks: Ethernet Everywhere Zusammenfassung und Überblick über den Inhalt des Buches 2 Strukturelle Aspekte Optischer Netze und Standards Grundüberlegungen Schichtenmodell für Optische Netze Synchronous Optical Network - SONET SONET-Überblick Warum Synchronisation? Frame-Format-Struktur

3 2.3.4 Overheads Pointer SONET-Multiplexing SONET-Netzelemente Terminal-Multiplexer Regenerator Add/Drop-Multiplexer Digitale Weitband-Cross-Connects Breitband-Digital-Cross-Connect Digital Loop Carrier SONET-Netzkonfigurationen Punkt-zu-Punkt Punkt-zu-Vielpunkt Hub-Netz Ringnetz Der SDH-Standard ITU-TG Motivation Die G-709-Schnittstelle Das G-709-Rahmenformat Wertung und Ausblick Zusammenfassung und Überleitung Optische Übertragungstechnologie 153 Ausflug in die Physik Zur Natur des Lichts Weitere wichtige Effekte Polarisation Interferenz Brechung Wichtige Effekte aus der Festkörperphysik Energiebänder in Festkörpern Halbleiter Zener-und Avalanche-Effekt Laser Grundaufbau optischer Übertragungssysteme Einkanalsysteme Mehrkanal-Wellenlängenmultiplex-Systeme Strahlungsquellen und Modulatoren Strahlungsquellen Modulation Lichtwellenleiter 197

4 3.4.1 Grundsätzliche Eigenschaften von Lichtwellenleitern Dämpfungseffekte allgemeiner Natur Dispersionseffekte auf Lichtwellenleitern Weitere nichtlineare Effekte Ausführungsformen von Lichtwellenleitern Multimodefasern Monomode-Fasern Strahlungsempfänger Aufbau und Eigenschaften von Lichtwellenleiterkabeln Optische Verbindungstechnik Spleißtechnik Steckertechnik FSMA-Stecker ST-Stecker FC/PC-Stecker BNC-und Biconic-Stecker DIN-Stecker FDDI-MIC-Stecker Duplex SC-Stecker Einmessung von Lichtleiterverbindungen Optische Sternkoppler Optische Multiplexer Verstärker EDFAs SOAs Zusammenfassung und Überleitung Bausteine Schlüsselkomponenten Integration optischer Komponenten Optische Speicher Optische Koppler und Switches Raumswitcharchitekturen Charakterisierung und Komplexität von Permutationsswitches Wellenband-Raumswitches Optomechanische Switches Lithium-Niobat-Trioxyd- und andere optisch integrierte Koppler Photonischer Bubble Jet-Switch Zusammenfassung und Überleitung 281

5 5 DielEthernet-Evolution Zur Entwicklung von Anforderungen und Märkten 10-Gigabit-Ethernet Ziele bei der Entwicklung des 10-GbE-Standards Struktur des Dokumentes IEEE 802.3ae LAN-PHY LAN-PHY-Übertragungstechniken, Übersicht Parallele Übertragung Serielle Übertragung WWDM-Übertragung Analoge Übertragung 10-GbE über Kupfer IEEE 802.3ae-WAN-PHY WAN-PHY-Terminologie Das WAN-PHY-Layer-Modell UniPHY XAUI, XGSS und XGMII Aktuelle Ausführungsformen von 1 O-Gigabit-Ethernet Ethernet in the First Mile Zusammenfassung und Überleitung 6 Optische Internet-Lösungen: die nächste Generation Einführung Grundsätzliche Bemerkungen zum Aufbau optischer Weitverkehrsnetze Das MPLS-Modell für die Kontrollebene Exkurs Layer-2/3-Switching Bausteine für Optische Netze der nächsten Generation Vergleich von 2,5, 10- und 40-Gb/s-DWDM-Systemen Optische Add/Drop-Multiplexer Optische Cross-Connects Der Weg zu vollständig optischen Netzen Garantie von QoS in optischen Transportnetzen Ultrabreitband-SDH Voll transponderisierte Optische Netze All-optical Networks Schutz in optischen Transportnetzen Schutz optischer Multiplex-Sektionen Schutz von Subnetzverbindungen optischer Kanäle Optical Channel Shared Protection Ring Automatisch geswitchte Optische Netze (ASONs) ASON-Grundkonzepte

6 Grundeigenschaften eines ASON Neue Diensttypen Automatische Bereitstellung von Dienstleistungen Verbesserte Systemskalierbarkeit für Operations Support Verteiltes Wiederaufsetzen nach Fehlern Optische Terabit-Router Grundüberlegungen Konstruktive Alternativen T-Router Optical Cross-Connect (OXC) Optical Burst Router (OBR) Realisierungsbeispiel eines optischen Burst Routers Zusammenfassung Regional- und Metronetze Literaturverzeichnis Grundüberlegungen zur wirtschaftlichen Struktur moderner Netze Ergebnisse von TELIA Yipes Konstruktive Überlegungen Stichwortverzeichnis 441